RU1778513C

RU1778513C - Способ изготовлени меры ширины линий

Info

Publication number: RU1778513C
Application number: SU914916202A
Authority: RU
Inventors: Яков Михайлович Цейтлин
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1992-11-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к способам выполнени мер дл измерени ширины линий в растровых электронных микроскопах и других средствах измерений манометрового диапазона. Целью изобретени вл етс повышение точности изготовлени и уменьшение дискретности меры. Способ заключаетс в образовании на основании чередующихс слоев. Каждый последующий слой выполн ют с меньшей, чем предыдущий длиной. Слои выполн ют из золота, никел , кремни и окиси кремни или других минимально взаимно диффундирующих материалов . Дл обеспечени необходимой однородности поверхностей выполн емой ступенчатой структуры сверху наноситс дополнительный слой металла (хрома, никел и т.п.). Бокова поверхность меры шлифуетс , полируетс и протравливаетс с обеспечением ее перпендикул рности к гран м ступенчатой структуры при минимальном нарушении границ раздела слоев. Ширина линий слоев на боковой поверхности меры аттестуетс путем измерени интерференционным методом высоты ступеней на концах меры, равной толщине соответст - ющих слоев. Аналогична мера может быть выполнена на монокристаллах слоистой структуры с помощью скалывани и травлени . 2 ил. Ё

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к способам выполнени мер дл измерени ширины линий в электронных микроскопах и других средствах измерений (СИ) нанометрового диапазона .

Основной характеристикой меры вл етс присваиваемое ей значение, точность которого обуславливаетс точностью метрологической аттестации ширины линий, реализуемых на мере. При использовании меру размещают на столе электронного микроскола , где вследствие различных коэффициентов эмиссии участков поверхности меры возникает соответствующий контраст, который фиксируетс на экране микроскопа и на электронной микрофотограмме. Отношение ширины линий на экране или микрофотограмме к их действительной ширине на мере определ ет действительное увеличение градуируемого электронного микроскопа. Точность значений меры, таким образом, непосредственно определ ет точность СИ. Известны способы изготовлени мер ширины, используемых как тест-объекты дл градуировки электронных микроскопов, с латексными сферами и с линейчатыми нео- днородност ми. Недостатками этих устройств в етс низка точность присваиваемых значений диаметров сфер и

VI VJ

00

ел

W

ширины линейчатой неоднородности вследствие погрешности наведени на край этих объектов визирующей системы при их измерении и аттестации.

Известен также способ изготовлени мер ширины, который наиболее близок к предлагаемому и прин т за прототип. Он заключаетс в нанесении на основание подложки равномерных слоев никел , равномерных разделительных слоев золота с толщиной 40-80 нм, по рассто нию между которыми и определ ют действительное значение ширины слоев никел на боковой поверхности меры (тест-объекта) с помощью пол ризационного микроскопа.

При непосредственном измерении ширины линий про вл етс погрешность наведени визира на их край, котора в оптических системах достигает 200 нм и более. Дл исключени этой погрешности аттестации ширины линий в известной мере измер ют рассто ни между центрами раздел ющих слоев золота и полученные значени присваивают ширине линий слоев никел . Но в этом случае в значени ширины линий меры, кроме инструментальной , вноситс методическа погрешность , равна ширине раздел ющего сло 40-80 нм. При допустимой погрешности меры 5% ширина линий никел не должна быть меньше 0,8 мкм.

Таким образом, недостатками известного способа вл ютс низка точность и больша дискретность изготовл емой меры .

Целью изобретени вл етс повышение точности и уменьшение дискретности меры.

Указанна цель достигаетс тем, что каждый последующий образуемый слой выполн ют с меньшей длиной, чем предыдущий так, что концы слоев меры образуют ступенчатую структуру, а аттестацию меры осуществл ют по высоте этих ступеней

Сравнение за вл емого решени с другими техническими решени ми показывает, что изготовление открытых ступенчатых аттестуемых структур известно в мерах толщины покрытий. Однако введение этих элементов в указанной св зи с остальными элементами в за вл емом способе изготовлени меры другого назначени - меры ширины линий позвол ет получить новый эффект, заключающийс в возможности непосредственной аттестации ширины более узких линий по толщине слоев с исключением краевой погрешности наведени .

На фиг. 1 показано исполнение известной линейчатой меры дл градуировки сканирующего электронного микроскопа; на

фиг. 2 - исполнение предлагаемым способом меры ширины линий дл градуировки сканирующего электронного микроскопа и других СИ нанометрового диапазона.

По предлагаемому способу изготовлени меры на основание 1 (см. фиг. 2) последовательно нанос т чередующиес слои 2, 3, 4, 5 меньшей длины, чем предыдущие из золота и никел , кремни и окиси кремни

0 или других минимально взаимно диффундирующих материалов необходимой контрастности . Дл обеспечени однородности поверхностей выполн емой ступенчатой структуры сверху на указанные слои нано5 с т дополнительный слой 6 металла толщиной пор дка 60 нм (хрома, никел и т.п.). Боковую поверхность А меры шлифуют и полируют с обеспечением ее перпендикул рности к гран м ступенчатой структуры

0 при минимальном нарушении границ раздела слоев. При необходимости указанна поверхность протравливаетс соответствующим реактивом. Аналогична мера может быть выполнена на монокристаллах с сло5 истой ортогональной по плоскост м спайности структурой (например, топаза, фтористого лити и др.) с варизоннойлиней- чатостью методами скалывани , дополнительного шлифовани и полировани .

Q Аттестаци выполненной меры проводитс следующим образом. На лазерной ин- терференционной установке высшей точности (УВТ 56А88 по МИ 1950-88) дл средств измерений толщин особо тонких пос крытий нанометрового диапазона (от 2 до 1000 нм) измер ют значени hi высоты ступеней образованных слоев, значени которых приравниваютс ширине контрастных линий между границами этих слоев bi на

п боковой поверхности меры hi2 bi, h23 02,

h34 Ьз, П45 D4...

Минимальна дискретность ширины линий меры определ етс погрешностью УВТ, котора меньше 0.6 нм. При допускаемой с погрешности аттестации меры 5% минимальна ширина линий может быть пор дка 10 нм. Необходима ширина площадок ступенчатой структуры определ етс размерами оптического щупа интерферометра и 0 не превышает 3 мм.

Погрешность аттестации высоты h ступени на УВТ, таким образом, на два пор дка меньше погрешности наведени на край объекта в оптической системе. Этим обеспечиваетс повышенна точность аттестации ширины линий bi меры при исключении погрешности краевого эффекта.

Таким образом, предлагаемое техническое решение в отличие от прототипа выпол- jHfleTCH так, что при аттестации шприцы

5

образуемых равномерных слоев не возникает погрешности краевого эффекта (наведени на край линии), что позвол ет повысить по крайней мере на два пор дка точность способа изготовлени меры ширины линий при меньшей на два пор дка дискретности.

Claims

Формула изобретени Способ изготовлени меры ширины линий , заключающийс в том, что образуют

0

равномерные слои на основании, производ т аттестацию меры и получают меру ширины линий, отличающийс тем, что, с целью повышени точности изготовлени и уменьшени дискретности меры, каждый последующий образуемый слой выполн ют с меньшей длиной, чем предыдущий, так, что концы слоев меры образуют ступенчатую структуру, а аттестацию меры осуществл ют по высоте этих ступеней.

Фае. г

а

п 11

to э

8